万爱兰， 缪旭红， 蒋高明， 马丕波， 陈 晴

(1. 江南大学 教育部针织技术工程研究中心， 江苏 无锡 214122； 2. 生态纺织教育部重点实验室(江南大学)， 江苏 无锡 214122)

两面效应经编牛仔面料结构设计及其风格评价

万爱兰1,2， 缪旭红1,2， 蒋高明1,2， 马丕波1,2， 陈 晴1,2

(1. 江南大学 教育部针织技术工程研究中心， 江苏 无锡 214122； 2. 生态纺织教育部重点实验室(江南大学)， 江苏 无锡 214122)

针对靛蓝纱色牢度不高、贴近皮肤穿着易沾色及吸湿后皮肤有潮湿闷热感问题，同时为改善纬编牛仔面料尺寸稳定性差、线圈易脱散等缺点，以靛蓝纱和本白棉纱、异形截面和圆形截面涤纶黑丝与氨纶为原料，在四梳经编机上通过结构设计开发两面效应经编牛仔面料，使贴近皮肤的一面显露涤纶，另外一面显露棉纱。通过扫描电子显微镜对不同截面的涤纶表面进行表征，并对其拉伸性能进行比较；研究了面料的顶破性能、拉伸弹性回复性、吸湿速干性能，并利用PhabrOmeter织物风格仪对风格特征进行评价。结果表明：靛蓝纱的强力高于本白棉纱，而毛羽指数降低了17.1%；异形截面涤纶显著提高了经编牛仔织物的滴水扩散速率、芯吸高度、手感和折痕回复性。

经编牛仔； 两面效应； 结构设计； 滴水扩散速率； 折痕回复性； 风格评价

牛仔面料已有150多年的历史，在崇尚舒适、回归自然的消费理念下，消费者希望面料外观上具有传统牛仔的风格，又要求其柔软轻薄、舒适透气、弹性及回复性好。常规的机织牛仔面料已难以满足这些要求。随着针织技术的快速发展，针织物的线圈结构为实现以上服用性能提供了可能。近年来出现了纬编针织牛仔布，但其较好的纬向延伸性却难以适应服装的尺寸稳定性要求。这就需要牛仔面料既具有传统牛仔的风格和舒适性，而面料的尺寸稳定性和身骨要介于机织产品和纬编针织产品之间。

经编织物具有良好的内在特性和表面结构，脱散性小，丰满坚牢，尺寸稳定性好，通过原料、组织结构和后整理可产生独特的视觉和触觉效应，或富有弹性、伸缩自如，或厚实挺括、靓丽随意，或柔软丰满、具有皮革质地，因此更加适宜应用于男装面料领域。但经编整经和织造对纱线的强伸性要求较高[1]，生产上常采用化学纤维。随着人们回归自然理念不断加强，天然纤维备受推崇和青睐，近年来，棉纤维开始逐渐在经编内衣领域[2-3]使用，但是在经编外衣面料上的应用[4]仍较少。

将棉纤维用在直接接触皮肤的贴身塑身内衣面料可吸汗、保温、透气，但棉纤维的强度不如涤纶、锦纶等化学纤维，在经编整经和织造过程中易因张力波动导致棉纱产生力学损伤[1]，并且棉纱有毛羽和棉结，在经编整经和生产中会因纠缠和团聚的毛羽或棉结堵塞分纱筘和导纱针从而引起断纱，故棉纱在经编生产中除对强力有要求外，对毛羽[5]亦有较高要求，通常可采用集聚纺方式来降低棉纱毛羽[6]、提高强力。靛蓝纱采用束染方式将靛蓝染料上染到棉纱[7-9]，在棉纱表面获得靛蓝色，并在不同的成衣水洗过程中可呈现深、中、浅不同程度的蓝色，为牛仔面料的一大特色。但靛蓝纱色牢度不高[10]，在服用过程中，若靛蓝纱贴皮肤穿着，易使皮肤沾色，且亲水基的棉制品既能吸湿，也能保湿，棉纤维吸入汗水之后，一旦汗水饱和，其干燥速度缓慢，从湿润状态到水分平衡所需的时间长，使人体皮肤有潮湿的感觉。

为此，本文通过经编结构设计，将亲水性的棉纤维和疏水性的聚酯纤维制成两面织物，利用天然纤维吸湿性好的特性将汗液吸到织物表面(服用正面)，而靠近皮肤侧(服用反面)则是异形截面达到导湿排汗的疏水性纤维使皮肤感觉干爽，并与氨纶进行交织，提高织物的穿着舒适性。本文利用经编结构设计开发了一种两面效应的弹性经编牛仔面料，并研究了该面料的顶破性能、拉伸弹性回复性、吸湿速干性能和风格特征。此外，利用扫描电子显微镜对异形和圆形截面涤纶黑丝的形貌进行表征，以明晰其面料吸湿速干机制。

1 实验部分

1.1材料

18.2 tex靛蓝纱和18.2 tex本白棉纱，由常州红昇染整有限公司提供，为更好地了解靛蓝纱本身的物理性能和编织特性，用本白棉纱作为参考样；83.3 dtex/72 f异形和圆形截面涤纶黑丝DTY，由日本东丽株式会社提供；44.4 dtex氨纶，由泰光化纤有限公司提供。靛蓝纱和涤纶黑丝用GE118型整经机(常州第八纺织机械有限公司)进行整经，氨纶用GE568型氨纶整经机(射阳县杰力纺织机械有限公司)进行整经，预牵伸率为80%。

1.2原料形态及性能表征

1.2.1涤纶表面形貌表征

将异形和圆形截面涤纶黑丝DTY经丙酮、无水乙醇除去表面油脂后干燥，在恒温恒湿实验室(温度为(20±2)℃，相对湿度为(65±3)%)调湿24 h。镀金后，运用扫描电子显微镜(SEM)在加速电压为5 kV时观察纤维的表面。

1.2.2涤纶黑丝DTY拉伸性能表征

根据GB/T 3916—1997《纺织品 卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》，用YG020B型电子单纱强力仪比较异形和圆形截面涤纶黑丝的拉伸性能。

1.2.3棉纱性能测试

根据FZ/T01086—2000《纺织品 纱线毛羽测定方法 投影计数法》，用YG172A型毛羽测试仪测定靛蓝纱和本白棉纱毛羽指数；根据GB/T 3916—1997纺织品 卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》，用YG020B型电子单纱强力仪测定靛蓝纱和本白棉纱的拉伸性能。

以上实验均在恒温恒湿条件(温度为(20±2)℃，相对湿度为(65±2)%)下先平衡24 h后进行，实验结果取平均值。

1.3结构设计

采用特里科经编机生产的经编针织物其外观效应取决于经编机的机号、梳栉数、每把梳栉的垫纱运动、穿经规律及所用纱线的类型、粗细和颜色等。正常情况下，经编针织物前梳GB1显露在工艺正面(线圈面)和工艺反面(延展线面)，其他梳栉按前后顺序依次被前梳线圈和延展线夹在中间。为获得反面为导湿排汗涤纶、正面为棉纱的服用针织物，采用涤纶和氨纶走成圈组织、棉纱走衬纬组织，在德国卡尔迈耶特里科经编机HKS4-EL上进行织造，机号为E28，机上牵拉密度为29横列/cm，实际使用3把梳栉，均满穿。第1把梳栉(GB1)穿涤纶黑丝DTY，第2把梳栉(GB2)穿棉纱，第4把(GB4)梳栉穿氨纶，垫纱组织为：GB1，2-3/2-1/1-0/1-2//；GB2，4-4/2-2/0-0/2-2//；GB4，1-0/1-2/2-3/2-1//。送经量分别为：GB1，1 420 mm/腊克；GB2，500 mm/腊克；GB4，900 mm/腊克。

该结构设计使GB1涤纶黑丝和GB4氨纶交织成圈形成织物的工艺正面，而GB2棉纱应被GB1和GB4夹持在中间层，但其垫纱组织为衬纬组织，且垫纱方向与GB1同向，则衬纬纱的转向弧会闪避到成圈梳GB1的延展线表面，导致衬纬纱转向弧显露在织物的工艺反面，从而形成两面效应。工艺正面贴近皮肤穿着作为服用反面，工艺反面显露棉纱作为织物服用正面。

经定形后，织物的纵横密分别为36横列/cm、19.5纵行/cm。

1.4织物性能表征及风格客观评价

1.4.1织物性能表征

采用HD026 N型多功能电子织物强力仪按照GB/T 19976—2005 《纺织品 顶破强力的测定 钢球法》，测试织物的顶破性能。

采用YG0260C型电子织物强力机按照GB/T 3923.1—1997 《纺织品 织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定 条样法》测试拉伸回复性能，夹持长度为100 mm，拉伸速度为100 mm/min，试样宽度为50 mm，定伸长率为100%，预加张力为1 N，反复1次，松弛等待60 s，张紧等待30 s，回程速度为50 mm/min。

按照GB/T 21196.2—2007 《纺织品 马丁代尔法织物耐磨性的测定 第2部分：试样破损的测定》，测试织物的耐磨性能。

按照GB/T 21655.1—2008 《纺织品 吸湿速干性的评定 第1部分：单项组合试验法》，测试面料的吸湿速干性能。贴近皮肤的服用反面为测试面。

1.4.2织物风格客观评价

用PhabrOmeter织物风格仪[11-12]对经编牛仔面料进行手感风格客观评价，并与普通涤纶黑丝的面料进行对比。测试时以服用反面接触推杆。

以上实验均在恒温恒湿条件下(温度为(20±2)℃，相对湿度为(65±2)%)先平衡24 h后进行，实验结果按测试标准多次测试，加权后取平均值。

2 结果和讨论

2.1纤维形态及纱线性能表征

2.1.1涤纶黑丝纤维表面形貌表征

83.3 dtex /72 f涤纶黑丝DTY及纤维的扫描电镜照片见图1、2。

图1 异形截面涤纶黑丝DTY及纤维的扫描电镜照片Fig.1 SEM images of black polyester DTY and filament with irregular cross-section. (a) Polyester DTY(×500); (b) Polyester filament (×2 500)

图2 圆形截面涤纶黑丝DTY及纤维的扫描电镜照片Fig.2 SEM images of black polyester DTY and filament with circle cross-section. (a) Polyester DTY (×500); (b) Polyester filament (×2 500)

对比图1、2可见，与圆形截面涤纶相比，异形截面涤纶表面具有十字沟槽，可产生毛细现象，使汗水通过芯吸、扩散、传输等作用迅速迁移至织物表面，并散发，从而达到导湿快干。

2.1.2涤纶黑丝DTY拉伸性能表征

表1示出异形和圆形截面涤纶黑丝DTY的拉伸性能。异形截面涤纶的断裂强力比圆形的下降10.9%，断裂伸长率提高26.4%。

表1 涤纶黑丝DTY的拉伸性能Tab.1 Tensile properties of DTY of black polyester filament

2.1.3靛蓝纱线与本白棉纱的性能比较

靛蓝纱的拉伸性能及毛羽分别见表2、3。由表2可见，靛蓝纱的断裂强力比本白棉纱提高32%，断裂伸长率下降2.5%。由表3可见，靛蓝纱3 mm以上毛羽数总和为48.63个/m，比本白棉纱下降了17.1%。原因是靛蓝纱经过束染后，靛蓝染料上染在纱线表面，使表面毛羽贴伏纱体，从而使纱线强力提高[13]。

表2 靛蓝纱与本白棉纱的拉伸性能Tab.2 Tensile properties of indigo yarns and gray cotton yarns

2.2织物性能表征及风格客观评价

以靛蓝纱和氨纶与异形截面涤纶黑丝DTY交织形成的两面效应吸湿速干经编牛仔面料为1#试样，与圆形截面涤纶黑丝DTY交织形成的面料为2#试样；将本白棉纱与圆形截面涤纶黑丝DTY和氨纶交织形成的面料为3#试样。

表3 靛蓝纱与本白棉纱不同长度分布的平均毛羽数Tab.3 Average hairiness numbers at different length groups of indigo and gray cotton yarns 个/m

注：每种纱测试总长为400 m。

2.2.1织物物理性能表征

作为服用织物，尤其作为裤料，织物需要具有良好的顶破性能、弹性回复和耐磨性。两面效应经编牛仔织物的顶破性能、弹性回复率、耐磨性测试结果见表4。由表可知，试样1#顶破强力比2#提高6.6%，经向弹性回复率提高4.3%，纬向弹性回复率没有明显提升，耐磨次数提高57.9%。其原因是导湿排汗涤纶表面沟槽使其与靛蓝纱及氨纶交织时纱线间抱合力增加，提高了织物的顶破强力和耐磨次数。试样3#的顶破强力比1#和2#显著降低，与本白棉纱染色后纱线强力[14]下降有关，弹性回复与耐磨次数与2#接近，未有显著差异。

表4 两面效应经编牛仔织物的性能Tab.4 Properties of various two-sided effect warp knitted denim fabrics

2.2.2织物吸湿速干性能

表5示出织物的吸水率、滴水扩散时间、芯吸高度、蒸发速率和透湿量表征结果。试样1#的吸水率较好，但与试样2#、3#相比没有明显提高。滴水扩散时间与织物表面性能有关，试样1#的滴水扩散时间只有0.3 s，明显优于试样2#和3#(5.5 s)，充分反映沟槽表面的异形截面涤纶纤维发挥了作用。芯吸高度反映了水受重力作用迁移的能力，与纱线间孔隙和纱线本身结构有关，且经编织物的经向芯吸高度高于纬向，这是由于纱线沿经向编织，经向连续性有利于芯吸[15]。试样1#中由于沟槽状涤纶纤维的芯吸作用明显，故其经向芯吸高度明显高于试样2#和3#。试样1#的蒸发速率明显比其他2个试样快，且蒸发速率与滴水扩散时间呈负相关，这与其他研究者的结论一致[16]。透湿量与织物厚度、面密度及织物密度有关。从表5可见，3个试样的透湿量没有明显差异。

2.2.3织物风格客观评价

PhabrOmeter仪通过力传感杆模拟人手指触顶织物产生的感官性能评价，得到表6的各项量化数据来对两面效应经编牛仔进行风格客观评价。

两面效应经编牛仔面料作为服用面料，需要具有一定的亲肤性、折皱回复性、柔软度和手感等。柔软度小则织物柔软，但太小则织物没有骨架；结合刚韧度值，刚韧度太小则织物不够硬挺，太大则织物显得僵硬，穿着不舒服，然后再选适中的光滑度。悬垂系数值小，则织物悬垂性好。

由表6可知，与试样2#和3#相比，试样1#光滑、柔软、悬垂性较好，刚韧度稍差，但折痕回复率好，相对手感值优异。

表5 两面效应经编牛仔织物吸湿速干性能Tab.5 Moisture absorption of various two-sided effect warp knitted denim fabrics

表6 两面效应经编牛仔的风格客观评价Tab.6 Handle evaluation of various two-sided effect warp knitted denim fabrics

3 结 论

1)本文利用经编衬纬结构闪避垫纱作用设计两面效应经编牛仔，贴近皮肤的一面为涤纶和氨纶交织；并采用十字沟槽的异形截面涤纶黑丝DTY，解决了靛蓝纱贴肤沾色及棉纱吸湿后潮湿闷热感的问题；利用氨纶弹性纤维赋予面料的弹性回复性，提高了服装穿着舒适性。

2)通过对两面效应经编牛仔的物理性能进行表征，得到弹性回复好、顶破强力高和折痕回复性好的织物。利用PhabrOmeter织物风格仪对两面效应经编牛仔风格进行评价，异形截面涤纶黑丝DTY显著提高了织物的滴水扩散速率、芯吸高度和手感，提高了织物亲肤性和吸湿速干性。

3)整经和织造张力对棉纱的影响尚需进一步研究，以便为解决短纤纱经编生产关键技术提供有效的方法和措施。

FZXB

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Structuredesignandhandleevaluationofwarpknitteddenimwithtwo-sidedeffect

WAN Ailan1,2, MIAO Xuhong1,2, JIANG Gaoming1,2, MA Pibo1,2, CHEN Qing1,2

(1.EngineeringResearchCenterforKnittingTechnology,MinistryofEducation,JiangnanUniversity,Wuxi,Jiangsu214122，China； 2.KeyLaboratoryofEco-Textiles(JiangnanUniversity),MinistryofEducation,Wuxi,Jiangsu214122，China)

The indigo yarns have lower color fastness, stain the skin easily and make the skin the humid feeling after moisture absorption, and the weft knitted denim is easy to ladder and has bad dimensional stability. To solve above problems, the warp knitted denim fabrics were designed with indigo and gray yarns, irregular and circle cross-section polyester black yarns, and spandex on Tricot of Karl Mayer with the four bars to let polyester close to the skin and cotton yarn appear in other side. The surface of different cross-section polyester was characterized by scanning electron microscope. The tensile properties of polyester, indigo and gray cotton yarns were tested. The bursting strength, tensile elastic resilience and moisture absorption properties were investigated. The handle of the fabric was evaluated by the PhabrOmeter.The results show that the hairiness index of indigo yarn has a reduction by 17.1% and the strength was higher compared with the gray cotton yarn. The water absorbency ratio, vertical wicking height, handle and wrinkle recovery of the warp knitted denim fabric with irregular cross-section polyester are improved notably.

warp knitted denim; two-sided effect; structure design; water absorbency ratio; wrinkle recovery rate; handle evaluation

TS 186.1

：A

10.13475/j.fzxb.20161101706

2016-11-07

：2017-02-15

江苏省产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目(BY2015019-01，BY2016022-42)

万爱兰(1976—)，女，副教授，博士。主要研究方向为针织结构与性能。E-mail：ailan.wan@jiangnan.edu.cn。